SUMMARY Spatially resolved transcriptomic technologies are promising tools to study cell fate decisions in a physical microenvironment, which is fundamental for enhancing our knowledge of mammalian development. However, the imbalance between resolution, transcript capture and field of view of current methodologies precludes their systematic application to analyze relatively large and three-dimensional mid- and late-gestation mammalian embryos. Here, we combined DNA nanoball (DNB) patterned arrays and tissue RNA capture to create SpaTial Enhanced REsolution Omics-sequencing (Stereo-seq). This approach allows transcriptomic profiling of large histological sections with high resolution and sensitivity. We have applied Stereo-seq to study the kinetics and directionality of transcriptional variation in a time course of mouse organogenesis. We used this information to gain insight into the molecular basis of regional specification, neuronal migration and differentiation in the developing brain. Furthermore, we mapped the expression of a panel of developmental disease-related loci on our global transcriptomic maps to define the spatiotemporal windows of tissue vulnerability. Our panoramic atlas constitutes an essential resource to investigate longstanding questions concerning normal and abnormal mammalian development.

The lateral line system in fish is crucial for detecting water flow, which facilitates various behaviors such as prey detection, predator avoidance, and rheotaxis. The cupula, a gelatinous structure overlaying the hair cells in neuromasts, plays a key role in transmitting mechanical stimuli to hair cells. However, the molecular composition of the cupula matrix remains poorly understood. In this study, we found that Mucin-5AC, a novel family of mucin proteins, composed of 2–27 cysteine-rich domains, presents in cartilaginous and bony fishes. Using in situ hybridization and transgenic reporter assays, we demonstrated that zebrafish muc5AC is specifically expressed in the support cells of neuromasts. Knockdown of muc5AC via antisense morpholino resulted in shorter cupulae in zebrafish lateral line. Additionally, we generated zebrafish muc5AC mutants using CRISPR/Cas9 and found that cupulae in muc5AC mutants were significantly shorter than that in wild-types, but the hair cell number in neuromasts was not changed obviously. Furthermore, muc5AC mutant zebrafish larvae displayed compromised sensitivity to vibration stimuli compared to wild-type larvae. This study provides the first evidence linking the muc5AC gene to cupula development and vibration detection in zebrafish. Our findings suggest that Mucin-5AC is likely a critical component of the cupula matrix, offering an important clue to the molecular composition of the lateral line cupula in fish.